(57)【要約】【課題】小型化およびコストダウンを図ることができる補助給湯装置を提供する。【解決手段】所定温度に加熱した温水を供給する給湯機１０と、少なくともその温水を吐出する水栓１１とを接続した配管１４に介設する補助給湯装置２０において、配管１４に接続される導入部２２および水栓１１の側に接続される排出部２３を有する貯湯タンク２１と、貯湯タンク２１内に貯留した水を所定温度に保温する保温手段（バンドヒータ２７およびサーモスタット２８）と、貯湯タンク２１の周囲を囲繞する内側材（内側金属材３０）および外側材（外側金属材３５）からなる真空二重構造の断熱部材２９とを備えた構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定温度に加熱した温水を供給する給湯機と、少なくともその温水を吐出する水栓とを接続した配管に介設する補助給湯装置において、
前記配管に接続される導入部および前記水栓の側に接続される排出部を有する貯湯タンクと、該貯湯タンク内に貯留した水を所定温度に保温する保温手段と、前記貯湯タンクの周囲を囲繞する内側材および外側材からなる真空二重構造の断熱部材とを備えたことを特徴とする補助給湯装置。
【請求項２】
前記保温手段は、前記貯湯タンクの外側下部に配設した加熱手段と、前記貯湯タンク内の水温を検出する温度検出手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の補助給湯装置。
【請求項３】
前記貯湯タンクは、一端に前記導入部を設け、他端に前記排出部を設けた筒状をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の補助給湯装置。
【請求項４】
前記貯湯タンク内に、前記導入部に連続し、内部に貯留した水を対流させて混合するミキシングパイプを配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の補助給湯装置。
【請求項５】
前記断熱部材は筒状をなし、その少なくとも一端に別体の断熱材を配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の補助給湯装置。
【請求項６】
前記断熱部材は、外装体を構成することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の補助給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭などに常設された給湯機と水栓との間に介設する補助給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の家庭などには給湯機が常設され、水栓の操作部を温水が吐出される領域に操作した状態で開栓することにより、給湯機で加熱された温水が水栓から吐出される。また、前記水栓は、操作部の操作状態に応じて加熱していない常温の水と温水とを混合し、ユーザが希望の温度に調節して吐出することができる。
【０００３】
しかし、この給湯機では、温水を吐出しようとして操作部によって開栓すると、給湯機と水栓とを接続した配管内に残留し、常温に冷めた温水が吐出され、その配管内の残留水が吐出し終えた後に、加熱された温水が吐出される。具体的には、この残留水が吐出され続ける時間は配管の長さによって変わるが、図５に温度遷移Ａで示すように、約３０秒間は冷たい残留水が吐出された後、徐々に残留水と温水とが混合されて昇温し、約５０秒後に設定された温水が吐出される。そして、この５０秒間に吐出される水は、何ら使用することなく、排水されることが多く、無駄である。
【０００４】
そこで、近年では、所定量の水を所定温度に保温しておき、その保温水と冷めた配管内の残留水とを混合して吐出する補助的な給湯装置を前記給湯機と水栓との間に介設している。これにより、図５に温度遷移Ｂで示すように、開栓直後から直ぐに所定温度の温水を吐出できるように構成している。
【０００５】
この補助給湯装置に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−２２１６３１号公報
【特許文献２】特開平５−３１９４８８号公報
【０００７】
特許文献１には、貯湯槽と、該貯湯槽の内部に配設したシーズヒータと、前記貯湯槽を収納する外装体と、これら貯湯槽と外装体との間に配設した断熱材とを備えた補助給湯装置が記載されている。
【０００８】
特許文献２には、内容器と外容器とからなる真空二重構造からなる貯湯タンクを、給湯機と水栓との間に並列に接続し、貯湯タンクの導入管および排出管の間に位置する配管に、流量調節弁を介設している。これにより、給湯機から供給された温水の約１／２を貯湯タンクに流入させ、他の温水が流量調節弁を通過するようにし、開栓当初には保温した温水と配管内の水とを１：１の割合で混合して水栓から吐出できるように構成している。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の補助給湯装置は、断熱を図るために厚肉な断熱材を配設する必要があるため、全体が大型化してしまうという問題がある。また、貯湯槽内の水を所定温度に保温するために、高価なシーズヒータを使用する必要があり、その取付構造も複雑であるため、コスト高になるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載の給湯装置は、加熱手段を搭載しない保温方式であり、そのタンクも真空二重構造であるため、全体が小型であるうえ、安価である。しかし、給湯機からの温水がタンク内に流入しない状態で水栓が閉じられた場合、冷めた配管内の残留水を保温することになるという不都合がある。
【００１１】
そこで、これらの構成を組み合わせた補助給湯装置、即ち、真空二重構造からなるタンクに、加熱手段を配設する構成が考えられる。しかし、この場合、タンクには、給湯機からの水圧に加え、加熱手段の熱が加わるため、タンクを構成する内容器および外容器の材料は勿論、高い加工精度が必要になるため、コスト高になるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明では、小型化およびコストダウンを図ることができる補助給湯装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明の補助給湯装置は、所定温度に加熱した温水を供給する給湯機と、少なくともその温水を吐出する水栓とを接続した配管に介設する補助給湯装置において、前記配管に接続される導入部および前記水栓の側に接続される排出部を有する貯湯タンクと、該貯湯タンク内に貯留した水を所定温度に保温する保温手段と、前記貯湯タンクの周囲を囲繞する内側材および外側材からなる真空二重構造の断熱部材とを備えた構成としている。
【００１４】
この補助給湯装置によれば、給湯機と水栓とを接続する配管に介設する貯湯タンクを、真空二重構造の断熱部材により囲繞しているため、前記貯湯タンク内の温水の保温性能を大幅に向上できるうえ、全体の小型化を図ることができる。しかも、保温性能を向上できることに伴い、貯湯タンク内の温水を保温するための保温手段は、低電力の加熱手段で十分である。
【００１５】
具体的には、この補助給湯装置では、前記保温手段は、前記貯湯タンクの外側下部に配設した加熱手段と、前記貯湯タンク内の水温を検出する温度検出手段とからなる構成としている。このように、本発明では、加熱手段は、貯湯タンク内に配設する高価なシーズヒータではなく、貯湯タンクの外側に配設する安価なバンドヒータやコードヒータを採用できる。その結果、全体のコストダウンを図ることができるうえ、省エネをも図ることができる。
【００１６】
また、前記貯湯タンクは、一端に前記導入部を設け、他端に前記排出部を設けた筒状をなすことが好ましい。このようにすれば、家庭において、狭いシンクの下側にパイプを介設するかの如く、所定位置に邪魔になることなく設置することができる。
【００１７】
さらに、前記貯湯タンク内に、前記導入部に連続し、内部に貯留した水を対流させて混合するミキシングパイプを配設することが好ましい。このようにすれば、貯湯タンク内で保温した温水と配管内の冷めた残留水とを混合して所定温度の温水として確実に水栓から吐出することができる。
【００１８】
さらにまた、前記断熱部材は筒状をなし、その少なくとも一端に別体の断熱材を配設することが好ましい。このようにすれば、保温性能を更に高めることができる。
【００１９】
そして、前記断熱部材は、外装体を構成することが好ましい。このようにすれば、更に小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の補助給湯装置では、給湯機と水栓とを接続する配管に介設する貯湯タンクを、真空二重構造の断熱部材により囲繞しているため、前記貯湯タンク内の温水の保温性能を大幅に向上できるうえ、全体の小型化を図ることができる。しかも、保温性能を向上できることに伴い、貯湯タンク内の温水を保温するための保温手段は、低電力の加熱手段で十分である。具体的には、前記加熱手段としては、貯湯タンク内に配設する高価なシーズヒータではなく、貯湯タンクの外側に配設する安価なバンドヒータやコードヒータを採用できる。その結果、全体のコストダウンを図ることができるうえ、省エネをも図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２２】
図１および図２は、本発明の実施形態に係る補助給湯装置２０を示す。この補助給湯装置２０は、屋外に常設される給湯機１０と、屋内のシンクに配設される水栓１１とを接続する給湯配管１４に介設され、ユーザが水栓１１のレバー１２を操作して開栓すると直ぐに、温水を吐出できるようにするものである。
【００２３】
ここで、前記給湯機１０は、内部に熱交換器と熱源とを備え、熱交換器に供給される水を連続的に沸き上げて排出するもので、一般的な貯湯タンク形の温水器や湯沸し器からなる。この給湯機１０には、給水配管１３と給湯配管１４とが接続され、給水配管１３を介して水源の水を熱交換器に供給し、沸き上げた温水を給湯配管１４に排出する構成となっている。
【００２４】
前記水栓１１は内部に分配弁を配設した周知のもので、前記給湯機１０に接続された給湯配管１４と給水配管１５とが接続され、レバー１２の操作に基づいて給湯機１０からの温水と給水配管１５からの常温水とを混合して吐出するものである。
【００２５】
そして、本実施形態の補助給湯装置２０は、前記給湯配管１４に介設されている。ここで、この給湯配管１４は、給湯機１０から屋内のシンク内までの第１給湯配管１４ａと、該第１給湯配管１４ａと前記水栓１１とを接続する第２給湯配管１４ｂとからなっている。これは、一般家庭の水栓１１は、ユーザである住人の希望に応じて水栓１１の形態が変更される目的に応じ、設置作業性を向上するために行われている。そのため、本実施形態の補助給湯装置２０は、シンク内において、何ら配管を切断することなく、既存の第１給湯配管１４ａと第２給湯配管１４ｂとを接続するように設置される。
【００２６】
具体的には、補助給湯装置２０は、図２（Ａ）に示すように、大略、前記給湯機１０からの所定量の水を貯留する貯湯タンク２１と、該貯湯タンク２１内の水を所定温度に保温するための保温手段と、前記貯湯タンク２１内の温水を保温する断熱部材２９とを備えている。
【００２７】
前記貯湯タンク２１は、一端に前記第１給湯配管１４ａに接続される導入部２２、他端に前記水栓１１の側である第２給湯配管１４ｂに接続される排出部２３を形成した円筒状のステンレス製のパイプ部材からなる。なお、導入部２２と第１給湯配管１４ａとの接続、および、排出部２３と第２給湯配管１４ｂとの接続は、図示しない周知の継手部材または継手構造により行われる。この貯湯タンク２１は、その中央部３３を膨出させており、その内部が貯水部２４を構成する。この貯水部２４の外側下部には、内向きに窪んだ保温手段配設部２５が設けられている。また、この貯水タンクの内部には、貯水部２４内の保温水と導入部２２から導入した水とを対流させて混合するためのミキシングパイプ２６が配設されている。このミキシングパイプ２６は略逆Ｊ字形状をなし、その下端が前記導入部２２に接続されている。
【００２８】
前記保温手段は、前記貯湯タンク２１内の水を所定温度に保温するもので、前記保温手段配設部２５に配設した加熱手段であるバンドヒータ２７と、前記貯湯タンク２１内の水温を検出する温度検出手段であるサーモスタット２８とからなる。そして、図示しない制御回路では、前記サーモスタット２８から入力される検出温度に相当する検出データに基づいて、前記バンドヒータ２７をオン、オフ制御する。なお、本実施形態では、前記貯水タンク内に約３リットルの水を貯水可能とし、その水を約６０℃に保温する構成としている。
【００２９】
前記断熱部材２９は、本実施形態の補助給湯装置２０の外装体を構成するもので、前記貯湯タンク２１の全周囲を囲繞する内側金属材３０および外側金属材３５からなる真空二重構造の円筒状ジャケットからなる。これら内外の金属材３０，３５は、ステンレス鋼板を巻いて長手方向に接合することにより首部の無い円筒状に形成されている。内側金属材３０は、上端部３１および下端部３２が中央部３３よりも拡径され、その中央部３３には、内側から外側へ押し広げることで、周方向に延びる補強用の突起３４が長手方向の複数箇所に形成されている。なお、この突起３４は、その内端が前記貯水タンク２１の外周面に接触する寸法で形成され、該貯水タンクの位置決め用突起としての役割をなすように構成している。前記外側金属材３５は、内側金属材３０と同じ長さを有するとともに、内側金属材３０の上下端部３１，３２の外径よりやや大きい内径を有している。この外側金属材３５の内側には前記内側金属材３０が挿入され、それぞれの上下端部がシーム溶接により接合されている。
【００３０】
図２（Ｂ）に示すように、本実施形態では、前記内側金属材３０において、前記貯水部２４の下部に位置するように排気孔３６が設けられ、その排気孔３６の周縁にチップ管３７が溶接により接合されている。このチップ管３７は内側金属材３０と外側金属材３５の間の空間３８を排気して真空にした後、封じ切られて、シリコンゴムからなるチップカバー３９が装着されている。また、これら金属材３０，３５の間の空間３８には、輻射伝熱を防止するために銅やアルミニウムからなる金属箔４０が配設されている。さらに、封止後の空間３８内に発生したガス等を吸着し、所望の真空度を維持するためのゲッター４１が配設されている。さらにまた、断熱部材２９の上端開口は、発泡樹脂からなる断熱材４２により密閉されている。これにより、加熱による温暖な雰囲気が上部から放熱されることを防止し、保温性能が更に向上されるように構成している。
【００３１】
この補助給湯装置２０を介設した給湯システムでは、水栓１１のレバー１２を温水が吐出される領域に操作して開栓すると、まず、給湯機１０では、給水配管１３から常温が給水され、その水を所定温度に加熱して温水とし、給湯配管１４に排出する。これにより、第１給湯配管１４ａでは、内部に残留した残留水が押し出され、その残留水が補助給湯装置２０に供給される。
【００３２】
次に、補助給湯装置２０では、導入部２２を介して第１給湯配管１４ａに接続されたミキシングパイプ２６を通過して貯水部２４内に先ず残留水が導入される。この際、本実施形態のミキシングパイプ２６は、貯水部２４内を迂回するように略Ｊ字形状としているため、その通水時に保温した貯水部２４内の温水と熱交換により昇温される。また、ミキシングパイプ２６の先端から下向きに流出されると、保温された内部の温水と対流により混合され、第２給湯配管１４ｂに排出される。
【００３３】
その結果、水栓１１からは、給湯配管１４内の残留水と、補助給湯装置２０での保温水とが混合された所定温度の温水が吐出される。また、水栓１１のレバー１２の操作状態に応じて給水配管１５からの常温の水と、前記温水とが混合されて吐出される。ここで、前記給湯配管１４内の残留水は、前回の使用から時間が経過していない場合には冷めていない温水であり、時間が経過している場合には常温に冷めた常温水である。しかし、本発明の補助給湯装置２０を介設している場合には、開栓直後から常温水と保温水とを混合して排出するため、迅速に所望温度の温水を吐出することができる。
【００３４】
なお、水栓１１の開栓後、給湯機１０からの加熱された温水が吐出される５０秒以上が経過した後は、補助給湯装置２０内は、給湯機１０からの加熱された温水で充満される。この状態で、ユーザが使用を終えて閉栓すると、この温水を断熱部材２９で断熱を図りながら、保温手段により所定温度に維持する。
【００３５】
一方、水栓１１の開栓後、給湯機１０から加熱された温水が補助給湯装置２０内に到達しない時間帯でユーザが使用を終えて閉栓すると、貯水部２４は第１給湯配管１４ａ内の残留水と保温水とが混合された状態になる。そして、前記残留水が冷めた常温水である場合には、貯水部２４内の水は設定された保温温度より低い。そのため、この場合にはバンドヒータ２７がオンされ、内部の水を所定の保温温度まで加熱する。
【００３６】
このように、本発明の補助給湯装置２０では、給湯機１０と水栓１１とを接続する配管に介設する貯湯タンク２１を、真空二重構造の断熱部材２９により囲繞しているため、前記貯湯タンク２１内の温水の保温性能を大幅に向上できるうえ、全体の小型化を図ることができる。しかも、保温性能を向上できることに伴い、貯湯タンク２１内の温水を保温するための保温手段は、低電力の加熱手段で十分である。具体的には、加熱手段としては、貯湯タンク２１内に配設する高価なシーズヒータではなく、貯湯タンク２１の外側に配設する安価なバンドヒータ２７を採用できる。その結果、複雑な取付構造を設ける必要もなく、全体のコストダウンを図ることができるうえ、省エネをも図ることができる。
【００３７】
因みに、従来例の補助給湯装置は保温性能が低いため、希望の保温温度に維持するためには約３０Ｗの電力を必要とするシーズヒータを採用している。しかし、本発明の補助給湯装置２０は保温性能が高いため、希望の保温温度を維持するために約１０Ｗの低電力でよく、安価なバンドヒータ２７を採用することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、貯留タンクを筒状に形成しているため、家庭の狭いシンク内において、パイプを介設するかの如く、所定位置に邪魔になることなく設置することができる。しかも、保温するための断熱部材２９を装置の外装体として構成しているため、更に小型化を図ることができる。
【００３９】
なお、本発明の補助給湯装置２０は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００４０】
例えば、前記実施形態では、排出部２３を直線的なパイプ形状としたが、図３に示すように、略Ｎ字形状をなす湾曲部２３ａを設けた構成としてもよい。このようにすれば、貯水部２４内の保温水が第２給湯配管１４ｂを介して熱伝導により放熱されることを抑制でき、更に保温性能を向上することができる。
【００４１】
また、ミキシングパイプ２６は、逆Ｊ字形状に限られず、直線的なストレートパイプにより構成してもよい。この場合、貯水部２４の下部に位置するように排水口２６ａを設け、該排水口２６ａと上端開口から貯水部２４内に給水することにより、貯水部２４内の保温水との対流および混合を図ることが好ましい。
【００４２】
さらに、前記実施形態では、補強用の突起３４を内側金属材３０に設けたが、図４に示すように、外側金属材３５に設けてもよい。また、金属材３０，３５の肉厚を厚肉とする場合には、必ずしも前記補強用の突起３４は設けなくてもよい。
【００４３】
さらにまた、前記実施形態では、排気孔３６およびチップ管３７を内側金属材３０の側に設けたが、図示のように外側金属材３５に設けてもよい。このようにすれば、円筒状をなす断熱部材２９の内部に貯湯タンク２１を装着する際の方向性を無くすことができるため、組付作業性の向上を図ることができる。但し、真空二重構造をなす金属製の断熱部材２９の封止は、チップ管３７による方法に限られず、希望に応じて変更が可能である。
【００４４】
また、保温手段を構成する加熱手段は、安価かつ低電力のバンドヒータ２７に限られずコードヒータを使用しても前記と同様の作用および効果を得ることができる。但し、この加熱手段は、貯水部２４の貯水量に応じて変更することが好ましく、場合によっては従来と同様のシーズヒータを使用してもよい。
【００４５】
さらに、貯水タンクは、一端に導入部２２を設け、他端に排出部２３を設けた筒状に限られず、一端に導入部２２および排出部２３を設けた形状としてもよい。この場合、断熱部材２９は、筒状に限られず、有底筒形状としてもよい。
【００４６】
さらにまた、前記実施形態では、断熱部材２９の上端のみに別体の断熱材４２を配設したが、両端の開口にそれぞれ断熱材４２を配設してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の補助給湯装置を使用した給湯システムを示す概略図である。
【図２】（Ａ）は本実施形態の補助給湯装置を示す部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大断面図である。
【図３】補助給湯装置の変形例を示す部分断面図である。
【図４】補助給湯装置の他の変形例を示す部分断面図である。
【図５】補助給湯装置を介設した場合としていない場合に吐出される水温の遷移を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１０…給湯機、１１…水栓、１２…レバー、１３…給水配管、１４…給湯配管、１５…給水配管、２０…補助給湯装置、２１…貯湯タンク、２２…導入部、２３…排出部、２６…ミキシングパイプ、２７…バンドヒータ（保温手段）、２８…サーモスタット（保温手段）、２９…断熱部材、３０…内側金属材、３５…外側金属材、４２…断熱材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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